Nature | 微观世界的“弹力带”：细胞骨架如何赋予淋巴管抵抗形变的超能力

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研究人员发现，这些“橡树叶”状的淋巴管内皮细胞并非铁板一块，它们的细胞连接处呈现出多种不同的构型，这些构型是基于一种名为血管内皮钙黏蛋白 (VE-cadherin) 的分子形成的。更令人惊讶的是，这种细胞的内部结构——细胞骨架 (cytoskeleton) 的分布也十分奇特。细胞骨架就像细胞的“骨骼”和“肌肉”，由微管 (microtubules) 和肌动蛋白纤维 (F-actin) 等成分构成，支撑着细胞的形状和运动。在“橡树叶”状的淋巴管内皮细胞中，研究人员观察到， 微管主要分布在细胞凹陷的区域，而肌动蛋白纤维则集中在凸起的叶状部分。这种独特的细胞形态和细胞骨架分布，暗示着它们可能在应对液体压力变化时发挥着关键作用。

“软骨”加“钢筋”，细胞骨架的巧妙布局

为了进一步探究这种特殊细胞形态和细胞骨架分布的功能，研究人员模拟了淋巴管在吸收组织液时受到的拉伸力 (stretch)。他们发现，当淋巴管受到拉伸时，这些“橡树叶”状的淋巴管内皮细胞能够巧妙地调整自身的形状和细胞骨架的排列。微管就像“软骨”一样，在细胞凹陷处提供一定的支撑力，防止细胞过度变形；而肌动蛋白纤维则像“钢筋”一样，在细胞凸起处形成强大的收缩力，帮助细胞维持其整体的结构完整性。

这项研究利用了活体成像技术 (longitudinal intravital microscopy)，长时间观察了小鼠皮肤淋巴毛细血管的动态变化。他们发现，在正常情况下，这些淋巴管内皮细胞能够灵活地改变其形状，以适应不断变化的组织液流量。更有趣的是，研究人员还观察到，当淋巴管受到持续的拉伸刺激时，淋巴管内皮细胞内的微管会发生动态的重塑 (dynamic cytoskeletal regulation)，这种重塑能够帮助细胞更好地抵抗拉伸力，维持血管的通透性和结构的完整性。

一张一弛，细胞间的“默契”配合

除了单个细胞内部的精巧结构，淋巴管的稳定也离不开细胞之间的紧密配合。研究发现，淋巴管内皮细胞之间通过血管内皮钙黏蛋白 (VE-cadherin) 形成的连接，就像一个个可以活动的“铰链”。当淋巴管受到拉伸时，这些连接能够允许细胞之间发生一定程度的滑动和变形，从而分散压力，避免单个细胞承受过大的应力。而当压力减小时，这些连接又能够帮助细胞恢复到原来的形状，维持血管的完整性。

这项研究通过免疫染色 (immunostaining) 等技术，详细分析了淋巴管内皮细胞连接处的分子组成和结构特征。他们发现，在细胞连接处，血管内皮钙黏蛋白与其他一些重要的连接蛋白相互作用，形成了一个复杂的分子网络，这个网络就像一个精密的“调控器”，能够根据外界环境的变化，动态地调整细胞之间的连接强度和通透性。这种细胞间的“默契”配合，是淋巴管能够有效吸收组织液并保持结构稳定的重要保障。

意想不到的“弹力”：细胞骨架如何维持淋巴管的坚韧

这项研究最令人兴奋的发现之一是，淋巴管内皮细胞的细胞骨架，特别是微管的动态调控，对于维持淋巴管的机械稳定性 (mechanical stability) 起着至关重要的作用。研究人员通过药物等手段干扰了淋巴管内皮细胞中微管的功能，结果发现，这些淋巴管变得更加脆弱，更容易在液体压力的作用下发生变形甚至渗漏。这表明，微管就像淋巴管的“骨架”，为血管提供了意想不到的“弹力”和支撑力。

为了更深入地了解微管的作用机制，研究人员利用了细胞流式分析 (flow cytometry) 等技术，对淋巴管内皮细胞的增殖情况进行了分析。他们发现，在正常的淋巴组织中，大约有1-60%的淋巴管内皮细胞处于增殖状态 (KI67+ LECs of all LECs)。这表明，淋巴管内皮细胞具有一定的自我更新和修复能力，而这种能力可能也与细胞骨架的动态调控密切相关。当淋巴管受到损伤或压力过大时，这些增殖的细胞可以及时补充受损的细胞，维持淋巴管的完整性。

“变形记”的背后：细胞骨架的动态调控

这项研究还揭示了淋巴管内皮细胞细胞骨架动态调控的分子机制。他们发现，一种名为RhoA的小GTP酶 (small GTPase) 在这个过程中扮演着重要的角色。RhoA是一种关键的信号分子，能够调控细胞骨架的组装和收缩。研究人员发现，当淋巴管受到拉伸时，RhoA的活性会发生改变，进而调控微管和肌动蛋白纤维的排列和功能，使得淋巴管内皮细胞能够更好地适应外界环境的变化。

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